案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]实施例1
[0034]如图1-2所示，本实施例中公开了一种具有摆动功能的激光切割头，其包括摆动组件2和固定组件1，上述固定组件I的作用主要是给摆动组件2提供支撑力并且并且给上述摆动组件2提供摆动的驱动力。
[0035]上述摆动组件2包括:第一连接件21、设置在上述第一连接件21内的可变曲率反射镜22、固定于上述第一连接件21下端的聚焦镜23、设置于上述聚焦镜23下端的电容传感器24以及设置在上述电容传感器24下端的喷嘴25。通过上述喷嘴25将切割头腔内的高压气体汇聚射出，在焦点周围形成加工所需要的气氛和压强。
[0036]上述第一连接件21侧面均为直角三角形，上述可变曲率反射镜23设置在上述第一连接件21的直角三角形的斜边侧，上述可变曲率反射镜23设置在上述第一连接件21的斜边侧。
[0037]在本实施例中，上述可变曲率反射镜23通过气压调节装置调节输入气压来控制其曲率变化，以实现焦点位置沿光轴快速移动。
[0038]上述固定组件I包括第二连接件16、连接到上述第二连接件16上的支撑轴承13、与上述支撑轴承13连接的齿轮箱14、以及与上述齿轮箱14连接的伺服电机15，上述齿轮箱14连接上述摆动组件2，上述齿轮箱14将上述伺服电机15输出的扭矩放大转换为驱动上述摆动组件2摆动的回转运动。
[0039]在本实施例中，上述伺服电机15为带抱闸功能的伺服电机。上述齿轮箱14与上述支撑轴承13外圈固定，上述齿轮箱14内部包括主动齿轮141和从动齿轮142，上述主动齿轮141与上述伺服电机15的输出轴连接，上述主动齿轮141将上述伺服电机15的扭矩传递给上述从动齿轮142 ;上述从动齿轮包括两片齿轮，两片齿轮分别与上述支撑轴承的内圈连接，在两片齿轮之间内嵌有压缩弹簧，通过压缩弹簧从正反两个方向分别与主动齿轮141啮合消除回转间隙，实现预紧功能。
[0040]上述第二连接件16也是直角三角形，其与第一连接件21形状相同，在第二连接件一个直角边的端面上设有接口 11，通过上述接口将激光切割头连接到激光切割机本体上。上述平面反射镜的作用是将接口 11处入射的激光偏转90°，反射至可变曲率反射镜22上。
[0041]本实施例中的具有摆动功能的激光切割头的工作原理:通过接口完成切割头与激光切割机整机本体的对接；平面反射镜将从接口入射的激光偏转90°反射至可变曲率反射镜上；支撑轴承完成切割头摆动过程中的所需要的旋转支撑；齿轮箱与支持轴承的外圈固定，其作用是将伺服电机输出的扭矩加以放大转换为驱动切割头自身摆动的回转运动，齿轮箱内包含主动齿轮与从动齿轮，主动齿轮的作用是将伺服电机扭矩传递给从动齿轮。从动齿轮分为两片齿轮，均与支持轴承的内圈连接，通过内嵌的压缩弹簧从正反两个方向分别与主动齿轮啮合消除回转间隙实现预紧。
[0042]可变曲率反射镜的作用是将入射光线再次偏转90°反射至聚焦镜上，同时通过改变所输入的气压的压力值控制其自身曲率，以实现焦点位置沿光轴的快速移动；聚焦镜的作用是将入射的激光汇聚在喷嘴附件的焦点位置；电容传感器的作用是在加工过程中，时刻保持喷嘴位置和工件表面相对距离的恒定；喷嘴的作用是将切割头腔内的高压气体汇聚射出，在焦点周围形成加工所需要的气氛和压强。
[0043]在摆动过程中，固定组件保持静止，摆动组件发生摆动运动，其有效的摆动角度可达到±120°。气压调节装置的作用是输入准确的气压来控制可变曲率反射镜的曲率。
[0044]实施例2
[0045]如图3所示，本实施例中提供了一种具有摆动功能的切割头，本实施例中的切割头的固定组件和摆动组件的基本结构与实施例1中相同，不同的是本实施例中的切割头主要使用I μ m波长的激光束。
[0046]当使用I ym波长的激光束时，该装置可以使用光纤传导，可去掉实施例1中的接口和平面反射镜，在该装置中添加准直镜3，其余元件不变。准直镜的作用是，将光纤输出的成一定夹角的激光束转化为具有恒定直径的平行激光束。实施例2中的装置可以实现实施例I中完全相同的功能。
[0047]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种具有摆动功能的激光切割头，其包括摆动组件和支撑并且给所述摆动组件提供驱动力的固定组件，所述摆动组件包括:第一连接件、设置在所述第一连接件内的可变曲率反射镜、固定于所述第一连接件下端的聚焦镜、设置于所述聚焦镜下端的电容传感器以及设置在所述电容传感器下端的喷嘴，其特征在于，所述固定组件包括第二连接件、连接到所述第二连接件上的支撑轴承、与所述支撑轴承连接的齿轮箱、以及与所述齿轮箱连接的伺服电机，所述齿轮箱连接所述摆动组件，所述齿轮箱将所述伺服电机输出的扭矩放大转换为驱动所述摆动组件摆动的回转运动。
2.根据权利要求1所述的一种具有摆动功能的激光切割头，其特征在于，所述齿轮箱与所述支撑轴承外圈固定，所述齿轮箱内部包括主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮与所述伺服电机的输出轴连接，所述主动齿轮将所述伺服电机的扭矩传递给所述从动齿轮；所述从动齿轮包括两片齿轮，两片所述齿轮分别与所述支撑轴承的内圈连接，两片所述齿轮之间内嵌有弹簧，通过所述弹簧与所述主动齿轮啮合消除间隙实现预紧。
3.根据权利要求2所述的一种具有摆动功能的激光切割头，其特征在于，所述伺服电机为带抱闸功能的伺服电机。
4.根据权利要求1所述的一种具有摆动功能的激光切割头，其特征在于，所述可变曲率反射镜通过气压调节装置调节输入气压来控制其曲率变化。
5.根据权利要求1所述的一种具有摆动功能的激光切割头，其特征在于，所述第一连接件为等边直角三角形，通过等边直角三角形提供安装可变曲率反射镜的45°倾斜安装面，所述可变曲率反射镜设置在所述第一连接件的斜边侧。
6.根据权利要求5所述的一种具有摆动功能的激光切割头，其特征在于，还包括平面反射镜，所述平面反射镜设置在所述第二连接件上。
7.根据权利要求6所述的一种具有摆动功能的激光切割头，其特征在于，所述第二连接件为等边三角形，所述平面反射镜设置在所述第二连接件的直角三角形的斜边侧。
8.根据权利要求7所述的一种具有摆动功能的激光切割头，其特征在于，还包括接口，所述接口设置在所述第二连接件的一直角边的端面，所述接口将激光切割头连接到激光切割机本体上。
【专利摘要】本发明公开一种具有摆动功能的激光切割头，其包括摆动组件和支撑并且给摆动组件提供驱动力的固定组件，摆动组件包括：第一连接件、设置在第一连接件内的可变曲率反射镜、固定于第一连接件下端的聚焦镜、设置于聚焦镜下端的电容传感器以及设置在电容传感器下端的喷嘴；固定组件包括第二连接件、连接到第二连接件上的支撑轴承、与支撑轴承连接的齿轮箱、以及与齿轮箱连接的伺服电机，齿轮箱连接摆动组件，齿轮箱将伺服电机输出的扭矩放大转换为驱动摆动组件摆动的回转运动。该切割头可以快速准确的完成激光切割过程中的切割头摆动偏角需要，同时具备较高的传动精度及传动刚性，使其在动作中时刻保持轨迹准确。
【IPC分类】B23K26-08, B23K26-064, B23K26-38
【公开号】CN104741783
【申请号】CN201510131533
【发明人】张鹏程, 扬梅埃斯
【申请人】苏州领创激光科技有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月24日